在开花植物中,花粉粒在柱头上萌发后,花粉管在花柱道中进行快速的顶端生长将两个精细胞输送到胚珠完成双受精。在此过程中,花粉管极性的确立和极性生长的维持受到精确的时空调控。多种不同的信号途径,如Ca2+、Rho-like GTPase of plant (ROP)小G蛋白和磷脂信号途径等,形成非常复杂的调控网络共同调控花粉管的顶端生长。而微丝骨架的组织和动态则是这些信号途径共同调控的目标之一。前期研究表明,在拟南芥叶铺板细胞中,ROP信号途径下游效应子Rop-interactive CRIB motif-containing protein1(RIC1)是一个微管结合蛋白,其被ROP6激活后能够增强katanin P60亚基KTN1的微管切割活性,促进微管列阵的重排。本论文主要研究RIC1在花粉管顶端生长过程的作用,并对其调控机制进行探索。基因芯片分析和β-glucuronidase (GUS)组织表达数据均表明RIC1在花粉和花粉管中高量表达。对花粉管的表型进行分析,证实RIC1是花粉管生长的一个负调控因子。RIC1功能缺失促进花粉管的伸长,而过表达RIC1则显著抑制花粉管的伸长。药理学实验分析发现,RIC1影响了花粉管中的微丝骨架,而并不影响微管骨架。进一步对微管骨架进行免疫荧光染色标记,发现ric1-1与野生型花粉管中的微管不存在明显差异。利用Lifeact-mEGFP标记花粉管中的微丝骨架,发现ricl-1花粉管顶端和亚顶端区域的微丝显著增加,而RIC1过表达花粉管顶端和亚顶端区域的微丝显著减少。在花粉管中,RIC1主要定位于顶端质膜上,且这种极性质膜定位在花粉粒萌发伸出花粉管之前就出现。对生长花粉管顶端微丝的动态变化进行追踪观察发现,RIC1功能缺失导致花粉管顶端区域微丝丰度增加且振荡幅度增大,而RIC1过表达致使花粉管顶端微丝的丰度降低且振荡幅度减小。进一步对花粉管顶端质膜上单根微丝的切割频率进行定量统计发现,RIC1功能缺失造成单根微丝的切割频率显著降低,致使质膜上单根微丝的寿命延长且最大长度增加。与此相反,RIC1过表达造成单根微丝的切割频率增加,致使质膜上单根微丝的寿命缩短且最大长度减少。RIC1在顶端质膜上的分布水平在花粉管生长过程中是高度动态且振荡变化的,但当花粉管生长停滞时,这种动态和振荡则显著地降低。而当花粉管生长恢复时,RIC1在质膜上的振荡也随之恢复,且RIC1振荡的完全恢复在生长速率振荡完全恢复之前。失去质膜定位的RIC1突变体(RIC1H37H40D)对于花粉管生长的抑制作用明显弱于野生型RIC1,说明RIC1的质膜定位对于其在花粉管生长中的功能是非常重要的。不过由于RIC1H37H40D仍然能够在一定程度上抑制花粉管的生长,说明RIC1在胞质中可能也发挥作用,参与对花粉管生长的调控。本论文工作的研究结果表明,在拟南芥花粉管中,RIC1通过其微丝切割活性在顶端质膜上切割微丝来调控顶端微丝的动态,从而实现对花粉管生长的调控,为花粉管生长调控提供了一种新的机制。